新型铜铟镓硒太阳能电池能效创纪录 转换效率高达23.64%

新型铜铟镓硒太阳能电池能效创纪录转换效率高达23.64%最新CIGS太阳能电池结构的电子显微镜分析。图片来源：《自然·能源》网站国际能源署数据显示，太阳能电池的部署量在全球范围内迅速增长，2022年太阳能发电量占全球电力超过6%。晶硅是太阳能电池中使用最广泛的材料，目前由晶硅制成太阳能电池最多可将逾22%的阳光转化为电力，这种太阳能电池成本低廉且性能比较稳定。研究人员希望以合理的生产成本获得30%以上的光电转换效率，由此开始关注CIGS等更高效的串联太阳能电池。但串联太阳能电池成本太高，迄今无法大规模生产和部署。薄膜太阳能电池中活性层的横截面，总厚度不超过3微米。利用隆德MAXIV设施测量的纳米XRF，可以高精度地测量太阳能电池中基体元素和微量元素（本例中为铷）的浓度。资料来源：MarikaEdoff最新研制出的CIGS太阳能电池包含一块玻璃板，玻璃板上覆盖了几个不同的层，每个层都具有特定功能。吸收阳光的材料由铜、铟、镓和硒化物组成，并添加了银和钠。材料被置于太阳能电池内，位于金属钼和透明的玻璃板之间。为使太阳能电池在分离电子方面尽可能高效，研究团队用氟化铷处理了CIGS层。研究人员表示，钠和铷这两种碱金属之间的平衡，以及CIGS层的组成是提高转换效率的关键。CIGS太阳能电池能效此前的世界纪录是23.35%，由日本SolarFrontier公司创造，再之前是德国巴登符腾堡太阳能和氢能源研究中心创下的纪录22.9%。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1421703.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1421703.htm

热电池系统的效率创下电网规模储能的最高纪录

热电池系统的效率创下电网规模储能的最高纪录新型热光电池的小型实验室测试布伦达-阿赫恩，密歇根工程学院随着可再生能源价格的快速下降，现在的障碍在于它们的间歇性--任何可再生能源怀疑论者都会向我们抛出的第一个问题是："但晚上或没有风的时候怎么办？"一个叫做"电池"的东西可以在这方面提供帮助，电网规模的储能系统并不缺乏，它们可以为雨天（字面意义上的）节约能源。这包括锂离子电池等经典产品的升级，也包括铁-空气、盐水、液流电池或各种基于重力的系统等更具实验性的设计。最有前途的途径之一是将能量储存为热能。介质本身可以很广泛，如沙子、熔盐、火山灰、碳块、粘土砖等，但不幸的是，从热量中获取能量并将其转化为电能可能是最棘手的部分。这就是新系统的用武之地。该设备由密歇根大学的研究人员开发，其工作原理是热光电效应。它类似于太阳能电池，后者是光生伏打，通过光（光子）产生电（伏特）。热光电效应显然会在其中加入热量（thermo）。实际上，这意味着它们吸收的是光谱中红外线部分的光子，而不是太阳能电池捕捉的高能可见光光子。这种新型热光电池在测试中使用碳化硅作为蓄热材料，但也可以换成其他任何有效的材料。碳化硅的周围有一种由铟、镓和砷制成的半导体材料，这种材料经过精心设计，可以捕捉到最广泛的光子，特别是由加热材料产生的光子。当研究小组将这种材料加热到1435°C（2615°F）时，它开始辐射出不同能量水平的热光子，其中20%到30%的光子能被半导体捕获。为了利用其中一些能量较高或较低的光子，该电池在半导体之后有一层薄薄的空气层，然后是金反射层。这样，一些光子会被弹回半导体，转换成电能，而另一些光子则会被弹回蓄热材料，使它们有机会作为合适的光子被发射出来。新型热光电池的示意图及其与其他同类产品的性能对比图Roy-Layinde等人这种设计使总功率转换效率达到44%。这使得它比其他在相同温度下工作的设计效率要高得多，其他设计的最高效率为37%。其他设计的效率也曾超过40%，但它们的工作温度要高得多，在很多情况下都不太可行。其原理是利用风能或太阳能发电场产生的电能，或直接吸收工业生产过程或太阳能热能系统产生的多余热量来加热存储材料。它的效率可能只有锂离子电池的一半，但它的安全性更高，制造和运行成本更低，这意味着无论如何，扔掉一半的电力仍然是划算的，尤其是电力不再是有限的资源。研究小组表示，这种技术还有一定的发展空间。这项研究的特约作者斯蒂芬-福雷斯特说："我们还没有达到这项技术的效率极限。我相信，在不远的将来，我们的效率将超过44%，并突破50%。"这项研究发表在《焦耳》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432487.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432487.htm

长城发布 2400W 铂金效率氮化镓 PC 电源，效率高达95.3%

长城发布2400W铂金效率氮化镓PC电源，效率高达95.3%近期，长城在第一届全国电源质量技术高峰论坛上发布了这款电源，型号为EPS2400BL（94+）。从长城提供的产品资料可见，该电源采用氮化镓功率器件和图腾柱无桥PFC；满足80PLUS铂金牌标准，效率高达95.3%；全电压输入，2400W输出功率；内置了数字化PFC技术+LLC开关电源架构。并且通过了CQCAAA最优级性能认证。（）

新研究表明地球能量失衡加剧

新研究表明地球能量失衡加剧一项新研究表明，由于人类活动引起的气候变化，地球能量失衡持续加剧。在过去的几十年里，热量不断积累，使海洋、陆地、冰冻圈和大气层持续升温。新华社报道，地球能量失衡是指太阳辐射进入地球系统的能量与离开地球大气层的能量之差。如果进入地球系统的能量大于离开地球大气层的能量，就意味着大量热量累积在地球系统中。世界气象组织参与发起的“全球气候观测系统（GCOS）”把地球能量失衡作为一个基本指标，用来评估全球应对气候变化的状况。来自15个国家的近70名研究人员组成的国际研究团队发表研究报告说，他们分析了海洋、陆地、冰层和大气等方面的数据，结果发现：地球升温持续，从1971至2020年，地球累积的热量约为381泽焦耳（1泽焦耳等于10的21次方焦耳），相当于50年里每平方米地球表面吸收热量约近0.5瓦（即每秒吸收近0.5焦耳的热量）；但在2006年至2020年近15年里，每平方米地球表面吸收热量增至0.75瓦，这表明地球表面吸收的热量在迅速增加。其中，在这50年里，海洋吸收了89%的热量，剩余进入陆地、冰层和大气的热量比例分别为6%、4%和1%。研究人员认为，对地球能量情况进行全球评估，是衡量气候变化及其对海洋、陆地、大气层和冰冻圈变暖影响的基本指标。研究采用的数据得到了全球多学科合作方的支持，表明国际社会一致努力监测气候变化是至关重要的。研究报告发表在新一期国际期刊《地球系统科学数据》上。

炽热的超高温热能电池有望在成本上击败锂电池

炽热的超高温热能电池有望在成本上击败锂电池作为一种电网级储能解决方案，Fourth的目标是在5-10小时的短时范围内与大型锂电池阵列竞争--基本上是在白天高温时储存多余的太阳能，供傍晚和夜间发电量下降时使用。但该公司表示，它也可以达到100小时的阶段，这将涵盖"几天恶劣天气和可再生能源发电不足"的情况。这是马萨诸塞州涌现出的多家热能存储公司之一，并得到了比尔-盖茨的突破能源风险投资基金的支持。你可能还记得几个月前的安托拉能源公司（AntoraEnergy），比如它的超高温碳块电池和高效热光电能源转换器。加热元件为液态锡加载能量，并将能量储存在白热石墨块中图/FourthPower这个想法很简单：利用多余的可再生能源，在一个隔热性能很强的存储系统中加热某些东西。Antora和Fourth公司都使用超级廉价、资源丰富的大型石墨块进行大容量储能，Fourth公司则将其加热到白热化的2500°C（4530°F）。能量通过液态锡金属在第四公司的系统中移动，锡金属的熔点相对较低，仅为232℃（450℉）。这是第四公司的秘诀，依靠的是由创始人阿塞贡-亨利博士设计的、保持吉尼斯世界纪录的泵。在超过约1000°C（1800°F）的高温下，液态金属会破坏金属泵，但亨利声称，他的工程陶瓷设计可以在"几乎只有太阳一半的温度"下正常工作--我们假设这是指太阳表面的5600多°C（10000°F），而不是核心的1500万°C（2700万°F）。这些泵将过热的液体锡在石墨管道系统中移动，将热量从加热元件传递到石墨块，然后在需要将热量送回电网时，将热量从石墨块输送到能量回收系统。第四能源公司设计出了能够在极端温度下移动液态金属的离心泵。为了回收能量，液态锡被泵送通过电力收集电池阵列中大量狭窄的石墨管道。这些管道变得白热化，发出强烈的光，通过热光电（TPV）电池收集能量，TPV电池与太阳能电池非常相似，但经过调整，可与这种存储系统配合达到最佳工作状态。在这种温度下，几乎所有的热传递都是以光的形式而不是以传导热或对流热的形式进行的，因此这些热电堆系统能够利用光伏原理收集能量。事实上，这正是公司名称背后的主要原因；物体发出的光与其绝对温度的"四次方"成比例。去年，亨利博士和他在麻省理工学院的团队宣布了破纪录的热能提取效率，从热量中汲取的能量超过了蒸汽轮机。为了达到最佳效率，这些电池只收集波长光谱中能量最高的部分，电池后面的反射镜会反射回其余的光线，以尽可能多地将热量保留在液态锡中。当能量被收集后，液态锡会从约2,400°C下降到1,900°C（4,350°F到3,450°F），然后被送回加热元件，以便在能量可用时进行"充电"。该公司表示，液态锡泵系统与这些高效热塑性硫化弹性体电池相结合，可以提供反应速度惊人的热电池，在需求激增的几秒钟内就能向电网输送能量，而且功率密度也是前所未有的，因为该系统"比任何其他公司同等规模的设备多传输10到100倍的热量"。由AsegunHenry博士领导的麻省理工学院研究人员展示了一种固态热光电热引擎，它可以在更高的温度下运行，并能从热量中提取比普通蒸汽轮机更多的电力。Fourth表示，其目标是将这些热电池的往返能源效率提高到50%左右，这与大型锂电池阵列的更高能效相比并不算高。这似乎还假定冠捷方面会有相当大的发展，因为2022年创下的记录接近41%。在长期存储使用情况下，效率会更低，估计每天会损失1%的存储能量。不过，电力游戏能够玩下去的关键是现金，在这方面，Fourth表示绝对没有争议。它几乎全部由超级廉价的石墨和锡制成，而不是价格昂贵的精炼锂，因此，锂电池装置每千瓦时的存储和返回能量可能要花费约330美元，而Fourth声称它只需不到25美元就能完成同样的工作。因此，即使它会浪费更多的电能，但从经济角度来看，它仍然是一个不二之选。而且，它比锂电池更安全，因为不会发生热失控或爆炸，即使液态锡设法逃出管道系统，只要它到达设施的隔热层或混凝土地面，就会立即冻结回金属，而设施内充满了氩气以防止氧化。通过"动力块"中的热光伏电池收集能量最近，Fourth公司宣布获得1900万美元的A轮融资，突破能源风险投资公司（BreakthroughEnergyVentures）和布莱克风险投资财团（BlackVentureCapitalConsortium）均参与其中。这笔资金将用于在波士顿附近建造一座100万千瓦时的原型设施，预计将于2026年完工。Fourth的上市时间将远远落后于Antora，后者已经在生产热塑性硫化电池，预计到2025年将有热电池设施投入商业运营。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404637.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404637.htm

新型纳米带可提高电池和太阳能电池的效率

新型纳米带可提高电池和太阳能电池的效率研究人员通过将磷与砷进行合金化，创造出了一系列新型纳米材料图/Zhang等人/伦敦大学学院(CC-BY4.0)该研究的通讯作者之一亚当-克兰西（AdamClancy）说："我们在将磷纳米带与砷合金化方面的最新工作开辟了更多可能性--特别是改善电池和超级电容器的能量存储，以及增强医学中使用的近红外探测器。"研究人员所说的纳米带是指一原子厚的磷带，或者更准确地说，phosphorene，一种由单层人工制造的层状黑磷（磷的最稳定形式）组成的二维材料。2019年，UCL的研究人员发现了磷纳米带的潜力，他们发现在过氧化物太阳能电池中加入一层磷纳米带，可以让电池从太阳中获取更多能量。在目前的研究中，为了提高磷的导电性，他们引入了"微量"砷。将磷和砷薄片形成的晶体与溶解在-58°F（-50°C）液氨中的锂混合。24小时后除去氨水，换上有机溶剂。由于薄片的原子结构，锂离子只能沿一个方向移动，而不能横向移动，从而导致裂纹，形成带状。研究人员创造了一个新的纳米材料家族：砷磷合金纳米带（AsPNRs）。他们发现，砷磷合金纳米带在130K（-226°F/-140°C）以上具有高度导电性，同时保留了纯磷纳米带的有用特性。AsPNRs的一个关键特性是其极高的"空穴迁移率"。空穴是电子在电子传输过程中的反向伙伴，因此提高空穴的迁移率（衡量空穴在材料中移动速度的指标）有助于提高电流传输的效率。目前，磷纳米带要用作锂离子或钠离子电池的阳极材料，需要与碳等导电材料混合。研究人员说，由于AsPNRs能提高电池的能量存储量和充放电速度，因此可以省去碳填料。此外，他们还表示，在太阳能电池中使用AsPNRs将改善电荷在设备中的流动，从而提高电池的效率。克兰西说："砷磷带还具有磁性，我们认为磁性来自沿边缘的原子，这使它们也有可能用于量子计算机。更广泛地说，这项研究表明，合金化是控制这一不断发展的纳米材料家族的特性，进而控制其应用和潜力的有力工具。"研究人员说，他们的AsPNRs可以在液体中大规模生产，然后可以用这种液体以低成本大量应用于不同的应用领域。这项研究发表在《美国化学学会杂志》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385697.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385697.htm